JP2006020485A - パターンコイル型垂直振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】電流の流れるコイルをベースにパターン印刷して構成部品数及び製造工程数を減らせ、製品の薄型化を図る。
【解決手段】一定の大きさの内部空間を有するハウジング１１０と、ハウジングの内部空間に配置され、垂直方向に着磁されるマグネット１２４と該マグネットが内部に固定配置されるヨーク１２２とで成る磁気回路部１２０と、ハウジングに上端が固定され、磁気回路部に下端が固定されて磁気回路部を上下に弾力支持するスプリング部材１３０と、上記ヨークに組立てられる分銅１４２を磁気回路部に一体で設け磁気回路部と共にスプリング部材を介して上下振動する振動部１４０と、ハウジングの下部を密閉するベース１１５の上部面にパターン印刷され、マグネットから漏れた磁場と鎖交しながら電源印加時直上方へ力を発生させるよう電源が供給されるパターンコイルとを含んで成るパターンコイル型垂直振動子を提供する。
【選択図】 図６

Description

本発明は垂直振動子に関し、特に、電流の流れるコイルをベースにパターン印刷して構成部品数及び製造工程数を減らし、製品の薄型化を図れるパターンコイル型垂直振動子に関するものである。

一般に通信機器において着信報知に広く使用されるものは、ベル音と振動である。振動のためには小型の振動モータを駆動させ、駆動力が機器のケースに伝達されるようにして機器全体を振動させるのが一般である。

現在、携帯電話のような通信機器に適用されている着信手段の一つである振動モータは、電磁気力の発生原理を利用して電気的エネルギーを機械的振動に変換する部品として、携帯電話に搭載され無音で着信を知らせることに用いられている。

しかし、携帯電話市場が急速に拡大しており、これと共に諸機能が携帯電話に付加される流れにつれて携帯電話部品の小型化、高品質化が要される状況において、振動モータも既製品の欠点を改善し、品質を画期的に改善させる新たな構造の製品を開発する必要性が高まってきている。

図１は一般の振動モータの断面図であって、図示のように扁平型またはコイン型(coin type)振動モータ１は、固定子２０に対してシャフト３１を中心に回転可能に設けられる回転子１０と、回転子１０、固定子２０を内部に収容するハウジング３０とで成る。

固定子２０の下部基板２１に装着される一対のブラシ２５を通して外部から電源が印加されると、一対のブラシ２５に相異する極性の電流が誘導される。ブラシ２５の上端は回転子１０の上部基部１１の下部面に設けられる整流子１５と弾力的に接触するので、ブラシ２５と接触する整流子１５を通して回転子１０に設けられる巻線コイル１２に電源を供給するようになる。

そして、巻線コイル１２に誘導される電流の流れ方向による電場と、固定子２０に設けられたマグネット２２による磁場との相互作用により回転子１０はシャフト３１を中心に一方向に回転するようになる。

この際、回転子１０が回転する度にブラシ２５とこれに接触する整流子１５のセグメントとの接点が変わりながら電源極性が変わり続けるので、重心が偏重された回転子１０は持続的に回転しながら着信信号である振動を引き起こす。

図１において、符合１４は巻線コイル１２や重量体１３を囲繞する絶縁物、符合３２はベアリング部材、符合３５はハウジング３０の開放された下部を密閉するベースである。

こうした振動モータ１は外部電源が供給されると、偏心配置された重量体１３を有する回転子１０を回転させることにより機械的振動を得る方式を使用しており、回転子１０の回転力の殆どがブラシ２５と整流子１５との接点を通した整流作用を経て回転子１０のコイルに電流を供給する整流子またはブラシ型モータ構造により具現される。

しかし、こうした形態を有するモータが駆動するとブラシ２５が整流子１５のセグメントと他セグメントとの隙間を通過しながら機械的な摩擦と電気的なスパーク(Spark)及び磨耗を起こし、これによりブラックパウダー(Black Powder)のような異物を生成し、モータの寿命を短縮させてしまう問題があった。

そこで、こうした従来の整流子またはブラシ型振動モータの欠点を補完するために、振動系の共振周波数を利用して音響及び上下振動を引き起こす手段である多機能アクチュエータが開発された。

図２は一般の多機能アクチュエータの断面図である。図のように、アクチュエータ２は内部空間を有する本体ケース４０と、本体ケース４０の上部に装着されて信号源によって音響を発生させる音響発生用コイル５２を底面に装着した振動板５０と、上部面に上部プレート６２を装着して磁気回路を形成するよう垂直に着磁されるマグネット６０と、上部プレート６２、マグネット６０が載せられるヨーク６４と共に振動体を成す分銅６５と、上記振動体を本体ケース４０内に弾性的に支持する板スプリング６６と、上記振動体の直下部に設けられ振動を発生させる振動発生用コイル４２とから成る。

図２において説明されない符合４３は本体ケース４０の上部を覆う上部ケースで、符合４４は振動発生用コイル４２が設けられるベースである。

こうしたアクチュエータ２はリード線(図示せず)を通して音響発生用コイル５２または振動発生用コイル４２に夫々外部電源を供給して音響と振動を夫々選択的に発生させられるよう構成されたものであって、音響発生用コイル５２に電源が供給されると、マグネット６０、上部プレート６２及びヨーク６４から成る磁気回路から発生する磁場と、振動発生用コイル４２間に発生する電場との相互作用により振動板５０が微細に震えながら音響を発生するのである。

また、振動発生用コイル４２に外部電源が供給されると、マグネット６０、上部プレート６２及びヨーク６４から成る磁気回路に発生する磁場と、振動発生用コイル４２から発生する電場との相互作用によってマグネット６０、上部プレート６２、ヨーク６４及び分銅６５を含む振動体が板スプリング６６を介して垂れ下がっているので、上下方向に振動するのである。

この際、上記振動体は振動発生用信号の強さ及び周波数によって振動体の運動量が変化する。ところが、上記振動体の上下振動幅が予め設定された値より大きいと、上記振動体が上側構造物である音響発生用コイル５２や下側構造物である振動発生用コイル４２に接触しながらタッチ音を出す。このため図２に示すように、ヨーク６４の下部面には上記振動体と下部構造物とが接触する際衝撃を吸収するダンピング役を果たす磁性流体７０が設けられる。

しかし、こうしたアクチュエータ２は構成部品数が多く構造が複雑で、製品を小型化且つ単純化するには限界があり、製造原価を上昇させる問題がある。

そこで、アクチュエータ２の欠点を補完するために、構成部品数が少なく構造が簡単でありながら垂直方向の上下振動を発生させる垂直振動子が開発された。

図３は一般の垂直振動子の断面図である。図のように垂直振動子３は一定の大きさの内部空間を有するハウジング８１と、垂直に着磁されたマグネット８２と、マグネット８２と共に磁気回路を形成するよう内部にマグネット８２が装着されるヨーク８４と、ヨーク８４の外部に装着される分銅８５を含む振動体を上下振動させるようハウジング８１とヨーク８４との間に装着されるスプリング部材８６と、ハウジング８１の下部を密閉するベース８８の上部面に設けられる振動発生用コイル８７などから成る。

こうした構成を有する垂直振動子３の動作は、振動発生用コイル８７に電源が供給されると、マグネット８２、ヨーク８４から成る磁気回路に発生する磁場 の流れである磁束はマグネット８２の下部面から漏れ、振動発生用コイル８７と鎖交してヨーク８４の下部端へ流れる経路を形成するようになる。こうして、上記磁気回路の磁場とコイルの電場との相互作用によって、スプリング部材８６を介してハウジング８１内に垂れ下がっているマグネット８２、ヨーク８４及び分銅８５を含む振動体が、上下方向に振動するようになる。

しかし、ベース８８の上部面に振動発生用コイル８７を装着する従来の作業は、作業者が別途の作業ラインにおいて円筒に巻線を完了したコイル８７をベース８８上に配した状態においてリード線(図示せず)と電気的に接続されるようハンダ付けしたりボンディング剤でボンディングし固定していた。この際、作業者はコイル８７の中心がヨーク８４の同心円と一致し、垂直度がヨーク８４の中心を貫通する垂直軸と一致するようコイル組立作業を慎重且つ精密に行わなければならない。

このような場合、ベース８８にコイル８７をハンダ付け/ボンディング固定する製造工程が大変複雑で、コイル８７の同心円と垂直度を磁気回路に一致させながら製造する工程が大変煩わしくなり、作業者の作業負担を加重させるので、完製品の製造原価を上昇させ、作業生産性を低下させる要因となる。

また、分銅８５を含む振動体の上下振動幅を安全に確保するためには、ベース８８上に固定されるコイル８７の形成高さＨに鑑みて垂直振動子３の厚さＴを設計しなければならないので、厚さの薄い薄型垂直振動子を製造するには限界があった。

そして、ハウジング８１の制限された内部空間において上下振動する振動体の上下変位幅はベース８８上に固定されるコイル８７の形成高さＨに鑑みて設計されなければならないので充分な振動量を得られない。

したがって、本発明は上記のような従来の問題を解消するために提案されたもので、その目的は構成部品数及び製造工程数を減らして製造原価を節減し、製品厚さを減らして製品の小型化を図るパターンコイル型垂直振動子を提供することにある。

本発明の他の目的は制限された内部空間において上下振動する振動部の上下変位幅を最大に確保して充分な振動量を得られるパターンコイル型垂直振動子を提供することにある。

上記のような目的を成し遂げるための技術的構成として本発明の請求項１に係るパターンコイル型垂直振動子は、一定の大きさの内部空間を有するハウジングと、前記ハウジングの前記内部空間に配され、垂直方向に着磁されるマグネットと前記マグネットが内部に固定配置されるヨークとを有する磁気回路部と、前記ハウジングに上端が固定され、前記磁気回路部に下端が固定され、前記磁気回路部を上下に弾力支持するスプリング部材と、前記ヨークに組立てられる分銅を前記磁気回路部に一体で設け前記磁気回路部と共に前記スプリング部材を介して上下振動する振動部と、前記ハウジングの下部を密閉するベースの上部面にパターン印刷され、前記マグネットから漏れる磁場と鎖交しながら電源印加時に直上方へ力が発生するよう電源が供給されるパターンコイルとを備える。

本発明の請求項２に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１において、好ましくは、前記ハウジングの上部面には、前記スプリング部材上に塗布されるダンピング用磁性流体を注入するよう注入孔が貫通形成される。

本発明の請求項３に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１または２において、好ましくは、前記マグネットは、下部面にマグネットの磁力によって磁化される下部プレートを装着されている。

本発明の請求項４に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記分銅は、前記マグネットの磁力によって磁化されない高比重の非磁性体を用いて構成されている。

本発明の請求項５に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記磁気回路部は、前記分銅の本体中央に貫通形成された中央孔に挿入される前記ヨークと、前記ヨークの内部孔に組立てられる前記マグネットとを備える。

本発明の請求項６に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項５において、より好ましくは、前記分銅はその外部面と前記ハウジングの内部面との間に一定の大きさの間隔を形成する。

本発明の請求項７に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記磁気回路部は、前記分銅が内部孔に組立てられる前記ヨークと、前記分銅の本体中央に貫通形成された中央孔に挿入されるマグネットとを備える。

本発明の請求項８に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項７において、より好ましくは、前記ヨークは、その外部面と前記ハウジングの内部面との間に一定の大きさの間隔を形成する。

本発明の請求項９に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜８のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記パターンコイルは、外部電源が供給される陽極用リード線および陰極用リード線と電気的に接続される。

本発明の請求項１０に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜８のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記パターンコイルは、前記ベースの下部面にパターン印刷される表面実装用の陽極用端子部および陰極用端子部と電気的に接続される。

本発明の請求項１１に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜１０のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記パターンコイルは渦状で、前記ベースの上部面にパターン印刷される導電体である。

本発明の請求項１２に係るパターンコイル型垂直振動子は、前記請求項１〜１１のいずれか一つにおいて、好ましくは、前記ベースは、前記パターンコイルが上部面に印刷される少なくとも一つ以上のセラミックシートと、前記セラミックシートの前記パターンコイルを接続するよう上下積層されたセラミックシートに貫通形成される複数個のバイアホールを有する多層基板を用いて構成されている。

上述したような本発明によると、磁気回路部の磁場との相互作用によって垂直方向の力を発生させるコイルがベースにパターン印刷されることにより、従来のように別途のコイルをベース上にハンダ付け/ボンディングする工程を削除し、構成部品数を減らせるので、組立工程をより単純化して製造原価を節減し、作業生産性を向上させることができる。

また、コイルの形成高さを考慮してハウジングの高さを設計する必要が無いので、従来に比して全体厚さが相対的に薄くなった薄型垂直振動子を製造することができる。

そして、コイルがベース上にパターン印刷されながらハウジングの制限された内部空間に従来のコイルが占めていた形成高さ分だけ上下振動幅を確保できるので、上下振動する振動部の上下変位幅を増大させ充分な振動量を得ることができる。

以下、本発明についてより詳しく説明する。
図４は、本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第１実施例を示す断面図で、図６は本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第１実施例を示す分解斜視図である。また、図５は、本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第１実施例の変形例を示す断面図である。

本発明の垂直振動子１００は図４〜図６に示すように、磁場と鎖交しながら力を発生するコイルをベース上にパターン化して組立部品数と組立工程数を減らし、薄型設計を可能とし、制限された空間内において上下振動幅を最大に確保できるものとして、ハウジング１１０、磁気回路部１２０、スプリング部材１３０、振動部１４０、パターンコイル１５０を備える。

即ち、ハウジング１１０は一定の大きさの内部空間を有するよう上部は密閉され下部は開放され内部の空いた円筒状の収容部であり、下方に開放された下部は円盤状のベース１１５によって密閉される。

そして、磁気回路部１２０は一定の強さの磁場を発生させるようハウジング１１０の内部空間に配置されるヨーク１２２とマグネット１２４とを設けるが、ヨーク１２２は上部が密閉され下部が開放された略中空円筒状に形成される。

マグネット１２４はＮ，Ｓ極が上下に分極されるよう垂直方向に着磁される円筒形永久磁石で、ヨーク１２２の内部孔１２２ａに挿入され位置固定される。

ヨーク１２２の外部面にはハウジング１１０の内部面と一定の間隔Ｇを置いて配され、干渉無しに上下方向に振動する中空円筒形の分銅１４２を挿入する。こうして、ヨーク１２２はマグネット１２４と共に分銅１４２が一体化され組立てられる。

第１実施例の変形例を示す図５に示すように、マグネット１２４の下部面にはボンディング剤によって上部面が接合されマグネット１２４の磁力により磁化するよう磁性体から成る下部プレート１２６を装着する。

また、スプリング部材１３０はハウジング１１０と磁気回路部１２０との間に上、下端が夫々固定されるよう配され、磁気回路部１２０を含む振動部１４０を上下に弾力支持する弾性手段である。

こうしたスプリング部材１３０は図６に示すように、ハウジング１１０の密閉側下部面に固定される環型固定リング１３１と、固定リング１３１に一端が連結され、螺旋方向に曲がりながら弾性力を発生させる複数個の弾性脚１３２と、弾性脚１３２の各他端が連結され、磁気回路部１２０を構成するヨーク１２２の上部面中央に下部面が固定される固定円盤１３３とを備える。

これによって、ハウジング１１０と磁気回路部１２０との間には、磁気回路部１２０と共に振動部１４０の自重によってスプリング部材１３０が下部に垂れ下がり伸長した変位分だけ振動部１４０を上下振動させられる上部間隙Ｇ１を確保できるのである。

また、スプリング部材１３０を介して上下振動する振動部１４０は、磁気回路部１２０を成すヨーク１２２の外部面に中央孔１４２ａが嵌められることにより、ヨーク１２２の内部孔１２２ａに組立てられたマグネット１２４と共に一体で装着される分銅１４２を設ける。

こうした分銅１４２はハウジング１１０の内部面に対して外部面が一定の間隙Ｇを置いて配され、ヨーク１２２が挿入される中央孔１４２ａを本体中央に貫通形成した中空円筒部材である。

さらに、ヨーク１２２に一体で組立てられる分銅１４２はヨーク１２２の内部孔１２２ａに組立てられるマグネット１２４の磁力によって磁化されない非磁性体で、上下振動効率を高められるよう比重の高いタングステンのような素材を用いて構成されていることが好ましい。

こうして、マグネット１２４や、その下部面に装着された下部プレート１２６から漏れる磁場はマグネット１２４を覆うヨーク１２２の下部端を通してマグネット１２４の上部面に流れる経路を形成しながら磁気回路部１２０の磁場の流れである磁束を形成する。

一方、パターンコイル１５０は磁気回路部１２０、スプリング部材１３０、及び振動部１４０を内部に収容するハウジング１１０の開放された下部を密閉するよう組立てられるベース１１５の上部面に磁気回路部１２０のマグネット１２４から漏れる磁場と鎖交するようパターン印刷が施される。

こうしたパターンコイル１５０は、中心から外周方向へ漸次外径が大きくなる渦状で、ベース１１５の上部面にパターン印刷される導電体である。

マグネット１２４の磁場と鎖交するパターンコイル１５０は、電源が印加されると発生する電場によって上記磁場と相互作用し磁気回路部１２０を含む振動部１４０を上下方向に可振できるよう外部から印加される電源により電流が一方向へ流れるよう構成される。

さらに、パターンコイル１５０に電源を供給する構成は図４、５に示すように、外部電源が供給される陽極用リード線および陰極用リード線１１８ａ，１１８ｂとパターンコイル１５０の先端および後端とが夫々ベース１１５の上部面において電気的に接続される構成とされてもよい。こうした場合、上記陽極用リード線および陰極用リード線１１８ａ，１１８ｂを有する垂直振動子１００はメイン基板(図示せず)上にボンディング接着される。

また、上記陽極用リード線および陰極用リード線１１８ａ，１１８ｂに換えて、ベース１１５の下部面にはパターンコイル１５０の両端（先端および後端）と夫々電気的に接続される表面実装用の陽極用端子部および陰極用端子部１１７ａ，１１７ｂを夫々パターン形成してもよい。こうした場合、垂直振動子１００はメイン基板(図示せず)上に形成された電源供給部と陽極用端子部および陰極用端子部１１７ａ，１１７ｂを相互対応させ搭載する表面実装方式で簡便に組立てることができる。

さらに、パターンコイル１５０は磁場と電場との鎖交領域を充分に確保するために分銅１４２の中央孔１４２ａに一体で装着されたヨーク１２２の外側部近傍まで外径が至るようパターン印刷されることが好ましい。

こうした場合、マグネット１２４の下部面から漏れる磁場はマグネット１２４を覆うヨーク１２２の下部端を通してマグネット１２４の上部面に流れる過程において、電流が一方向へ流れるパターンコイル１５０と相互鎖交し磁気回路部１２０を含む振動部１４０を上下に動かす力を発生させるようになる。

さらに、磁気回路部１２０の下部面とパターンコイル１５０の上部面との間には振動部１４０の上下振動時分銅１４２とパターンコイル１５０との接触を防止できる程の大きさを有する下部間隙Ｇ２を形成する。

一方、ハウジング１１０の上部面に一定の大きさの注入孔１１６を少なくとも一つ以上貫通形成し、振動部１４０の上下振動時にハウジング１１０と磁気回路部１２０との直接的な接触を防止するよう注入孔１１６を通して注入されスプリング部材１３０上に塗布されるダンピング用磁性流体(図示せず)を設けてもよい。

ここで、注入孔１１６はこれを通して注入された磁性流体の外部漏れが無いよう表面上にラベルが印刷されたテープ部材(図示せず)で安全に密封処理される。

こうした磁性流体(magnetic fluid)は液体中に磁性粉末をコロイド状で安定、分散させた後、重力や磁場などによる磁性粉末の沈殿や凝集ができないよう界面活性剤を添加したもので、その例としては四酸化三鉄、鉄コバルト合金の微分子を油や水に分散させたものと、最近はトルエンにコバルトを分散させたものなどがある。こうした磁性粉末は０．０１〜０．０２μｍの超微粒子粉末であり、超微粒子特有のブラウン運動を行い、外部磁場、重力、遠心力などが与えられても流体中の磁性粉末粒子の濃度は一定に維持される特徴がある。

図７は本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第２実施例を示す断面図で、図８は本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第２実施例を示す分解斜視図である。なお、以下に説明する第２実施例において、上述した第１実施例と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の他の垂直振動子１００’は図７および図８に示すように、ハウジング１１０の内部空間にスプリング部材１３０によって弾力支持される磁気回路部１２０のヨーク１２２’をハウジング１１０の内部面まで拡大して構成し、その内部孔１２２ａ’にマグネット１２４’を有する中空円筒形分銅１４２’が内蔵されるよう構成する。

即ち、ケーシング１１０の内部面と、ヨーク１２２’の外部面との間に一定の大きさの間隙Ｇを形成するよう外径が拡大されたヨーク１２２’の内部孔１２２ａ’には、本体中央に中央孔１４２ａ’が貫通形成された中空円筒形分銅１４２’が挿入され、ボンディング剤で位置固定される。

分銅１４２’の中央孔１４２ａ’には一定の強さの磁場を発生させる円筒形マグネット１２４’が挿入され、ボンディング剤で位置固定される。これにより、ヨーク１２２’とマグネット１２４’とで成る磁気回路部１２０は分銅１４２’を有する振動部１４０と共にスプリング部材１３０によってハウジング１１０内において上下方向に振動するよう一体で配されるのである。

また、磁気回路部１２０と対応するベース１１５の上部面にはマグネット１２４’から漏れる磁場と鎖交しながら電源印加時直上方へ力を発生させるパターンコイル１５０を印刷する。

パターンコイル１５０はハウジング１１０の内部面まで外径が拡大されたヨーク１２２’の外側部近傍まで外径が拡大される。マグネット１２４’の下部から漏れる磁場は電流が一方向へ流れるパターンコイル１５０と鎖交した後、非磁性体である分銅１４２’を覆うよう外径が拡大されたヨーク１２２’の下部端に誘導されマグネット１２４’の上部に流れる磁束を形成する。

この際、マグネット１２４’の磁場は分銅１４２’を内部孔１４２ａ’に内蔵するよう外径が拡大されたヨーク１２２’の外側部まで外径が拡大されたパターンコイル１５０と鎖交する領域が増大され、磁気回路部１２０を含む振動部１４０を上下振動させる振動力を高められるのである。

図９は本発明によるパターンコイル型垂直振動子に設けられるベースの第３実施例を示す従断面図、図１０は本発明によるパターンコイル型垂直振動子に設けられるベースの第３実施例を示す分解斜視図である。なお、以下に説明する第３実施例において、上述した第１実施例および第２実施例と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の垂直振動子１００、１００’に設けられるベース１１５は、図９および図１０に示すように、パターンコイル１５０に相当するパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃが上部面にパターン印刷される少なくとも一つ以上（本実施例では三つ）のセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃと、セラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃの各パターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃを電気的に接続するよう上下積層されたセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃに貫通形成される複数個のバイアホール１５２ｂ，１５３ａ，１５３ｃとを備える多層基板を用いて構成されている。

これによって、上下積層されるセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃにパターン印刷されるパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃは直列接続されるようバイアホール１５２ｂ，１５３ａ，１５３ｃによって電気的に接続され、上記陽極用リード線および陰極用リード線１１８ａ，１１８ｂが夫々接続されたり、陽極用端子部および陰極用端子部１１７ａ，１１７ｂが夫々接続され、これを通して電源が印加されると電流が一方向へ流れるようになる。

上述した各実施例において、上記構成を有する垂直振動子１００，１００’の各パターンコイル１５０に、陽極用リード線および陰極用リード線１１８ａ，１１８ｂ、または陽極用端子部および陰極用端子部１１７ａ，１１７ｂを通して外部電源が印加されると、ベース１１５上に印刷されたパターンコイル１５０ の一端から他端へ流れる電流によってパターンコイル１５０ の周囲には電場が形成される。

そして、ベース１１５がパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃが上部面に印刷された複数個のセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃから成る場合、パターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃはバイアホール１５２ｂ，１５３ａ，１５３ｃを通して一連の直列回路を成すので、上記と同様に直列接続されたパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃの一端から他端へ流れる電流によってパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃの周囲には電場が形成される。

さらに、ハウジング１１０の内部空間にスプリング部材１３０によって弾力支持される磁気回路部１２０は図４〜図６に示すように、分銅１４２の本体中央に貫通形成された中央孔１４２ａに挿入されるヨーク１２２と、ヨーク１２２の内部孔１２２ａに組立てられるマグネット１２４とで成り、分銅１４２の外部面とハウジング１１０の内部面との間に一定の大きさの間隔Ｇを形成する。

また、磁気回路部１２０は図７および図８に示すように、内部孔１２２ａ’に中空円筒形の分銅１４２’が組立てられ内蔵されるヨーク１２２’と、分銅１４２’の本体中央に貫通形成された中央孔１４２ａ’に挿入されるマグネット１２４’とで成り、ヨーク１２２’の外部面とハウジング１１０の内部面との間に一定の大きさの間隔Ｇを形成する。

こうした状態において、図４および図５に示す実施例においては、マグネット１２４から漏れる磁場は、パターンコイル１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃの中心から外側に進行する放射方向に流れながらベース１１５又はセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ上にパターン印刷されたパターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃと鎖交した後、分銅１４２の中央孔１４２ａに挿入されたヨーク１２２の下部端を経てヨーク１２２に内蔵されたマグネット１２４の上部面に流れる磁束を形成する。また、図７に示す実施例においては、マグネット１２４’から漏れる磁場は、パターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃの中心から外側に進行する放射方向に流れながらベース１１５又はセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ上にパターン印刷されたパターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃと鎖交した後、他の形態の分銅１４２’を覆うよう外径が拡大されたヨーク１２２’の下部端を経て分銅１４２’の中央孔１４２ａ’に挿入されたマグネット１２４’の上部面に流れる磁束を形成する。

この際、マグネット１２４，１２４’から漏れる磁場と電流が一方向へ流れるパターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃは、左手の親指、人差指、中指をそれぞれ直交するよう開いて、人差指を磁場の方向、中指を電流の方向とすると親指が指す方向が力の方向となるフレミング左手の法則に基づいて、パターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃにおいては磁気回路部１２０を含む振動部１４０を垂直方向に加振させる力が発生する。

また、パターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃが図７に示すように分銅１４２’を覆うよう拡大されたヨーク１２２’の外側部まで拡大されると、ベース１１５又はセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃの上部面に沿って放射方向へ流れる磁場と鎖交するパターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃの領域も拡大され垂直方向の力が発生する面積も大きくなり、これによって垂直振動子１００’の振動パワーを増大させられるのである。

上記のように、磁気回路部１２０から発生する磁場とパターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃとの相互鎖交作用によって垂直方向に誘発される力によって磁気回路部１２０を含む振動部１４０は予め設計された上下振動幅で上下振動し、振動部１４０の上下振動幅はこれを弾力支持するスプリング部材１３０の弾性力によって決まる。

この際、磁気回路部１２０を含む振動部１４０を上下振動させる力を発生するパターンコイル１５０又はパターンコイル１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃは、ハウジング１１０の下部を密閉するベース１１５又はセラミックシート１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃの作製時に、その上部面に高さを形成させずにパターン印刷される。これによって、本発明では、従来の垂直振動子におけるベース８８上にハンダ付けまたはボンディング固定される振動発生用コイル８７が占める形成高さＨだけハウジング１１０の高さを減らすことができ、全体厚さＴが相対的に薄くなった薄型垂直振動子１００，１００’を製造できるようになる。

そして、本発明では、従来の振動発生用コイル８７が占める形成高さＨだけハウジング１１０の高さを減らす設計変更をしなければ、ハウジング１１０の制限された内部空間において上、下部間隙Ｇ１，Ｇ２を従来のコイル８７の形成高さＨ分だけ確保できるので、上下振動する振動部１４０の上下変位幅を増大させ充分な振動量を得るようになる。

本発明は特定の実施例に係わり図示し説明したが、本願の請求範囲によって具備される本発明の精神や分野を外れない限度内において本発明が多様に改造及び変化され得ることは当業界において通常の知識を有する者であれば容易に想到することを明かしておく。

一般の偏平型振動モータの断面図である。 一般の多機能アクチュエータの断面図である。 一般の垂直振動子の断面図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第１実施例を示すものであって下部プレートを設けない場合の断面図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第１実施例の変形例を示すものであって下部プレートを設けた場合の断面図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第１実施例を示す分解斜視図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第２実施例を示す断面図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子の第２実施例を示す分解斜視図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子に設けられるベースの第３実施例を示す縦断面図である。 本発明によるパターンコイル型垂直振動子に設けられるベースの第３実施例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１００，１００’ 垂直振動子
１１０ ハウジング
１１５ ベース
１１６ 注入孔
１２０ 磁気回路部
１２２，１２２’ ヨーク
１２４，１２４’ マグネット
１２６ 下部プレート
１３０ スプリング部材
１３１ 固定リング
１３２ 弾性脚
１３３ 固定円盤
１４０ 振動部
１４２，１４２’ 分銅
１４２ａ、１４２ａ’ 中央孔
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ パターンコイル
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ セラミックシート
１５２ｂ、１５３ａ、１５３ｃ バイアホール

Claims (12)

1. 一定の大きさの内部空間を有するハウジングと、
   前記ハウジングの前記内部空間に配され、垂直方向に着磁されるマグネットと前記マグネットが内部に固定配置されるヨークとを有する磁気回路部と、
   前記ハウジングに上端が固定され、前記磁気回路部に下端が固定され、前記磁気回路部を上下に弾力支持するスプリング部材と、
   前記ヨークに組立てられる分銅を前記磁気回路部に一体で設け前記磁気回路部と共に前記スプリング部材を介して上下振動する振動部と、
   前記ハウジングの下部を密閉するベースの上部面にパターン印刷され、前記マグネットから漏れる磁場と鎖交しながら電源印加時に直上方へ力を発生するよう電源が供給されるパターンコイルと、
   を備えたパターンコイル型垂直振動子。
2. 前記ハウジングの上部面には、前記スプリング部材上に塗布されるダンピング用磁性流体を注入するよう注入孔が貫通形成されること、
   を特徴とする請求項１に記載のパターンコイル型垂直振動子。
3. 前記マグネットは、下部面に前記マグネットの磁力によって磁化する下部プレートを装着されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のパターンコイル型垂直振動子。
4. 前記分銅は、前記マグネットの磁力によって磁化しない高比重の非磁性体を用いて構成されていること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。
5. 前記磁気回路部は、前記分銅の本体中央に貫通形成された中央孔に挿入される前記ヨークと、前記ヨークの内部孔に組立てられる前記マグネットとを備えたこと、
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。
6. 前記分銅は、その外部面と前記ハウジングの内部面との間に一定の大きさの間隔を形成すること、
   を特徴とする請求項５に記載のパターンコイル型垂直振動子。
7. 前記磁気回路部は、前記分銅が内部孔に組立てられる前記ヨークと、前記分銅の本体中央に貫通形成された中央孔に挿入される前記マグネットとを備えたこと、
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。
8. 前記ヨークは、その外部面と前記ハウジングの内部面との間に一定の大きさの間隔を形成すること、
   を特徴とする請求項７に記載のパターンコイル型垂直振動子。
9. 前記パターンコイルは、外部電源が供給される陽極用リード線および陰極用リード線と電気的に接続されること、
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。
10. 前記パターンコイルは前記ベースの下部面にパターン印刷される表面実装用の陽極用端子部および陰極用端子部と電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。
11. 前記パターンコイルは渦状で、前記ベースの上部面にパターン印刷される導電体であること、
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。
12. 前記ベースは、前記パターンコイルが上部面に印刷される少なくとも一つ以上のセラミックシートと、前記セラミックシートの前記パターンコイルを接続するよう上下積層されたセラミックシートに貫通形成される複数個のバイアホールとを有する多層基板を用いて構成されていること、
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のパターンコイル型垂直振動子。

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